Digamos que el universo estaba vacío y de repente un astronauta y el sol aparecieron a 2 años luz de distancia. Usando el marco de referencia del astronauta, ¿sería atraído hacia el sol tan pronto como pueda verlo?
Q1 . Y a partir de ese momento, ¿su aceleración sería constante hasta chocar contra el sol? ¿Cuál sería esa aceleración y cuál sería su velocidad máxima?
Estoy asumiendo aquí que la gravedad se propaga a la velocidad de la luz hasta el infinito (que está en línea con las teorías principales, hasta donde yo sé). Una de las cosas que me interesa escuchar es si la atracción de la gravedad del sol es igual de fuerte a 2 años luz de distancia, ya que no hay otras fuerzas gravitatorias en juego en este escenario.
Además, por el bien del argumento, digamos que consideramos este escenario desde el marco de referencia de un observador ubicado entre los dos objetos, o ligeramente hacia un lado para que el astronauta no lo golpee ;-).
Q2 . ¿Observaría al astronauta no afectado por la gravedad del sol durante 1 año luz antes de que las ondas gravitacionales lleguen al astronauta? ¿Y qué pasaría entonces con el astronauta desde el marco de referencia del observador, en términos de aceleración, velocidad, etc.?
Aquí están mis suposiciones sobre el observador:
• El observador no se ve afectado por la gravedad. • El observador no usa "ojos" para observar, sino un aparato inteligente que puede detectar cualquier objeto en el universo, incluida su velocidad y ubicación (en relación con el observador y también entre sí). ). Esto soluciona el problema de no poder ver al astronauta al mismo tiempo que el sol debido a la falta de emisión de luz. • El método de observación todavía está sujeto a la velocidad de la luz, es decir, el aparato solo detectará un objeto una vez que las partículas u ondas (que viajan a la velocidad de la luz) emitidas por ese objeto hayan llegado al aparato.
Me doy cuenta de que el tiempo en sí mismo, tal como lo conocemos (años, millas por segundo, etc.), puede no tener ningún sentido en este escenario, pero trate de entretenerme. Después de todo, es una pregunta hipotética (lo que quizás signifique que no hay una respuesta significativa, convirtiendo la discusión en filosofía en su lugar ...)
1) Sí. La gravedad se propaga a la velocidad de la luz.
2) La aceleración sería continua, pero aceleraría a medida que disminuye la distancia entre el sol y el astronauta. La aceleración y la velocidad máxima dependen de la masa del sol.
3) Como dice el comentario anterior, la atracción gravitacional no es la misma en todas las distancias. Cuanto más cerca estés, más influencia tendrá sobre ti.
Traté de responder a todas sus preguntas simplemente. Avísame si me perdí uno; eran algo difíciles de detectar.
La Ley de la Gravitación de Newton sería una buena lectura para usted, pero en general establece que la fuerza de la atracción gravitatoria es directamente proporcional al producto de las masas que se están considerando (sol * astronauta (incluyendo lo que lleve puesto el astronauta). Llámelo G =SA
Pero también es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa.
Como estamos tratando con dos objetos, podemos simplificar un poco el cálculo y obtenemos algo como:
F(r) = mg(r)
F es la fuerza aplicada sobre el astronauta debido al sol.
G es la constante gravitacional: 6.67408(31)×10−11 m3⋅kg−1⋅s−2
R es la distancia entre los dos objetos
M es la masa del astronauta
Como parece interesado en la velocidad (medida en m/s2): V(r) = -G*m1/r
M1 es la masa del sol y, por simplicidad, asumimos que su masa está distribuida uniformemente.
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